بهینه سازی چندهدفه شبکه مبادله کن حرارتی چندلوله ای Uشکل با درنظرگرفتن اثر نانوذرات مختلف

پژوهش حاضر به مدل سازی و بهینه سازی شبکه مبادله کن حرارتی چندلوله ای Uشکل با درنظرگرفتن اثر نانوذرات مختلف در سمت لوله پرداخت. پس از مدل سازی حرارتی به روش, بهینه سازی از دیدگاه افزایش کارآیی و کاهش هزینه کلی سالیانه به عنوان دو تابع هدف همزمان با استفاده از هشت متغیر طراحی از جمله تعداد مبادله کن حرارتی و غلظت حجمی ذرات, توسط تکنیک الگوریتم ژنتیک چندهدفه صورت گرفت. به منظور کلی بودن نتایج, بهینه سازی در سه نرخ جریان جرمی مختلف سمت سرد و نانوذرات متفاوت شامل Al2O3, و ZrO2 انجام و نتایج با حالت سیال پایه (آب) مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که منحنی پرتو در حالت نانوذرات بهبود یافت و میزان بهبودی در حالت نانوذرات اکسیدمس به ویژه در کارآیی های بالاتر و نرخ های جریان جرمی پایین تر نانوسیال نسبت به دیگر حالات مطالعه شده محسوس تر است. علاوه بر این به دلیل بهبود عملکرد حرارتی مبادله کن در حالت نانوپژوهش حاضر به مدل سازی و بهینه سازی شبکه مبادله کن حرارتی چندلوله ای Uشکل با درنظرگرفتن اثر نانوذرات مختلف در سمت لوله پرداخت. پس از مدل سازی حرارتی به روش, بهینه سازی از دیدگاه افزایش کارآیی و کاهش هزینه کلی سالیانه به عنوان دو تابع هدف همزمان با استفاده از هشت متغیر طراحی از جمله تعداد مبادله کن حرارتی و غلظت حجمی ذرات, توسط تکنیک الگوریتم ژنتیک چندهدفه صورت گرفت. به منظور کلی بودن نتایج, بهینه سازی در سه نرخ جریان جرمی مختلف سمت سرد و نانوذرات متفاوت شامل Al2O3, و ZrO2 انجام و نتایج با حالت سیال پایه (آب) مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که منحنی پرتو در حالت نانوذرات بهبود یافت و میزان بهبودی در حالت نانوذرات اکسیدمس به ویژه در کارآیی های بالاتر و نرخ های جریان جرمی پایین تر نانوسیال نسبت به دیگر حالات مطالعه شده محسوس تر است. علاوه بر این به دلیل بهبود عملکرد حرارتی مبادله کن در حالت نانوذرات, سطح تبادل حرارت و در نتیجه آن حجم مبادله کن برای مقادیر ثابت کارآیی به صورت قابل توجه ای کاهش یافته است. در پایان, پس از ارایه نتایج پارامترهای طراحی در برابر کارآیی, آنالیز حساسیت توابع هدف با غلظت حجمی ذرات برای یک نقطه نمونه انجام و نتایج بررسی شد. ذرات, سطح تبادل حرارت و در نتیجه آن حجم مبادله کن برای مقادیر ثابت کارآیی به صورت قابل توجه ای کاهش یافته است. در پایان, پس از ارایه نتایج پارامترهای طراحی در برابر کارآیی, آنالیز حساسیت توابع هدف با غلظت حجمی ذرات برای یک نقطه نمونه انجام و نتایج بررسی شد.